纸浆纤维阳离子化改性的预处理及改性方法研究进展

造纸过程中，阳离子聚合物的使用在改善浆料滤水与留着性能、提高纸张强度性质、改善造纸系统可运行性和清洁度等方面发挥重要作用。然而目前工厂使用的阳离子聚电解质具有生物降解性差和环境危害性大等特性。探寻替代阳离子聚电解质的纸浆纤维阳离子化改性工艺技术，对促进制浆造纸的清洁生产具有重要的研究价值和应用前景。本文针对纸浆纤维材料组织结构紧密、可功能化的化学基团可及度低、纤维改性难度大的问题，简要综述了纸浆纤维预处理方法和阳离子化改性工艺研究进展，阐述了不同预处理方法对提高纸浆纤维可及性和羟基反应活性的作用机理和优缺点，并对纸浆纤维阳离子化改性方法和反应机理以及阳离子纸浆纤维在造纸方面的应用进行了介绍。     

纤维素纤维化学改性增强染色性能（二）

5 改性工艺和改性纤维染色性能5.1 改性剂的预处理工艺为了改善纤维素纤维的染色性能,而对纤维素纤维改性,在染色前用改性剂预处理纤维素纤维,如纤维素的氨或胺化.如前所述,胺化改性剂都必须具有能与纤维素的羟基反应,并形成共价键结合的反应基团,如下列一些基团:     

纤维素纤维的氨基甲酸酯化变性研究

本文对尿素与纤维纤维的反应机制、反应条件以及尿素－纤维素衍生物，即氨基甲酸酯化纤维素纤维对阴离子染料和吸附性能和条件等作了探讨。实验结果表明，氨基甲酸酯化变性能明显提高纤维素纤维对阴离子染料的吸附能力，若应用于染色和污水脱色过程，具有工艺简单。成本低等特点。     

纤维素纤维功能化改性预处理技术研究进展

预处理在纤维素的衍生物反应和功能转化中起着非常重要的作用。本文综述了提高纤维素可及度和反应性能的各种预处理技术及其发展;重点介绍了化学预处理技术及几种新兴的物理预处理技术;以纤维素纤维功能化制备吸水性材料为例,说明了纤维素纤维功能化改性及预处理技术的优势与广阔前景。     

基于三元低共熔溶剂体系制备阳离子化改性纤维素纳米纤丝及其性能研究

本研究以相思阔叶木浆为原料,采用氯化胆碱-甘油-氨基胍盐酸盐三元低共熔溶剂（DES）体系对高碘酸钠氧化生成的双醛纤维素（DAC）进行阳离子化改性预处理,结合超微粉碎和高压均质处理,制备阳离子化改性纤维素纳米纤丝（CCNF）。结果表明,经过DES阳离子化改性预处理后制备的CCNF比未经过任何改性处理所制备的CNF的结晶度增加,预处理60 min时,CCNF最大结晶度为63.36%,阳离子基团的引入使Zeta电位显著增大,由-18.0 mV至53.4 mV,但DES预处理会破坏纤维的内部结构,从而使悬浮液稳定性降低。     

一种新型的无甲醛免烫整理技术--离子交联法

用离子交联赋予纤维素纤维织物耐久压烫性能,此法不含游离甲醛.纤维素纤维织物可与阴离子物质如氯乙酸(或其他活性阴离子物质)和阳离子物质如3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(或阳离子化壳聚糖等)反应,在纤维之间形成交联,整理后织物的折皱回复角得到明显提高,而强度基本不变.     

介孔氧化硅/棉复合纤维对染料的吸附性能

为提高对纺织染料废水的吸附处理能力,利用共缩聚合成法和超支化聚合物修饰制备了复合介孔氧化硅纳米颗粒(HMSN),通过静电自组装法将HMSN引入阴离子化改性棉纤维表面,制备出了一种基于纤维素纤维以及功能化介孔氧化硅的复合纤维,实现对水溶液中有机染料的高效吸附;对材料表征并对相关吸附性能进行研究。结果表明,介孔氧化硅纳米颗粒呈现虫洞状介孔结构,复合纤维表面被平均粒径约为40 nm的功能化介孔氧化硅纳米颗粒覆盖,形成富含官能基团的复合介孔氧化硅/棉纤维吸附剂,对于水溶液中的染料刚果红有优越的吸附性能,吸附过程在180 min内达到平衡,平衡吸附容量可达195 mg/g。     

改性半纤维素吸附剂的制备及其对Pb~(2+)的吸附

为了提高蔗渣半纤维素对重金属离子的吸附性能,以顺丁烯二酸酐为单体对蔗渣半纤维素进行改性,制备出新型重金属离子吸附剂—羧基化半纤维素材料。同时通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、同步热分析仪对制备的吸附剂进行表征,并且探究了吸附剂用量、吸附浓度和温度、溶液pH以及吸附时间对改性半纤维素吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:羧基化半纤维素在35℃下150min时吸附达到平衡,其最优的吸附pH值为6.0,吸附浓度为500mg/L,此时对Pb~(2+)的吸附量达最大98.5mg/g。     

改性纳米纤维素吸附材料的制备与表征

纳米纤维素具有极大的比表面积和良好的反应性能,可广泛应用于环境保护领域。本论文以纳米纤维素纤维(Cellulose Nanofibers,CNFs)为原料,经过化学改性制备了羧基化纳米纤维素(Carboxylated CNFs,C-CNFs)和氨基化纳米纤维素(Amino CNFs,A-CNFs)。在pH=5.5时,C-CNFs对于Pb~(2+)的吸附量最大为395mg/g,经过酸洗脱再生效率达到96%。在p H=4.5时,A-CNFs对Cr~(6+)的吸附量最大为103mg/g,经过碱洗脱再生效率达到93%。作为吸附剂,两种改性纳米纤维素均符合朗缪尔等温吸附模型,说明对金属离子的吸附为单分子层吸附。     

氮掺杂纤维素基碳气凝胶对染料吸附的影响

采用尿素改性与冷冻干燥法相结合的方式制备了可循环使用的氮掺杂纤维素基气凝胶,并对该气凝胶进行碳化得到氮掺杂纤维素基碳气凝胶(N-CCA)。分析了N-CCA的形貌和结构特征,并对废水中阳离子染料亚甲基蓝(MB)和阴离子染料刚果红(CR)的吸附性能进行了研究。SEM、XRD、氮气吸附脱附仪测试结果表明,经过尿素改性后,纤维素基碳气凝胶形貌发生重组,孔隙结构更加紧密,石墨化程度降低,比表面积增加,有利于提高染料去除能力。通过紫外可见分光光度计测试表明,改性后的N-CCA对阳离子染料MB的吸附能力略微下降,但对阴离子染料CR的吸附能力提升明显,从改性之前的87.12mg/g增加到360.63 mg/g。N-CCA材料具有选择性吸附性解,循环使用5次,CR去除率保持在98%以上。